KR20200119516A - Relay examination circuit and battery management system and relay examination device - Google Patents

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장호상
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Abstract

The present invention relates to a relay diagnosis device and to a battery management system including the same. According to one embodiment of the present invention, the relay diagnosis device comprises: a first resistance unit having one end connected to one end of a relay; a second resistance unit having one end connected to the other end of the first resistance unit; a power unit connected to the other end of the second resistance unit to supply power; and a control unit diagnosing whether the relay is open or closed by receiving a voltage signal applied between the first resistance unit and the second resistance unit.

Description

배터리 관리 시스템 및 릴레이 진단 장치{RELAY EXAMINATION CIRCUIT AND BATTERY MANAGEMENT SYSTEM AND RELAY EXAMINATION DEVICE}Battery management system and relay diagnosis device {RELAY EXAMINATION CIRCUIT AND BATTERY MANAGEMENT SYSTEM AND RELAY EXAMINATION DEVICE}

본 발명은 릴레이 진단 장치 및 배터리 관리 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a relay diagnostic device and a battery management system.

전기자동차나 하이브리드 자동차에서 고전압 배터리를 인버터 등의 자동차 시스템에 연결을 하거나 연결을 끊기 위해 릴레이를 사용한다. 릴레이는 자동차가 구동할 때나 충전할 때에만 배터리를 연결시키고, 자동차를 사용하지 않을 때에는 안전을 위해 배터리를 자동차 시스템에서 완전히 끊어 놓는다.In an electric vehicle or hybrid vehicle, a relay is used to connect or disconnect a high voltage battery to a vehicle system such as an inverter. The relay connects the battery only when the vehicle is running or charging, and when the vehicle is not in use, it completely disconnects the battery from the vehicle system for safety.

또한, 릴레이는 배터리의 고전압이나 전류로 인해 자동차 시스템이나 운전자가 피해를 입지 않도록, 전기자동차에 고장이 발생하였을 때 배터리를 강제로 끊어주는 안전 기능도 담당한다. 이와 같이 전기자동차에서 고전압 배터리의 릴레이의 역할은 매우 중요하며, 이와 같이 중요한 역할을 수행하는 릴레이의 동작을 감시하는 기능 역시 반드시 필요하다.In addition, the relay is in charge of a safety function that forcibly disconnects the battery when a failure occurs in the electric vehicle, so as not to damage the vehicle system or the driver due to the high voltage or current of the battery. As described above, the role of the relay of the high voltage battery in an electric vehicle is very important, and a function of monitoring the operation of the relay that performs such an important role is also essential.

한국 공개특허공보 10-2014-0025627 (공개일: 2014년 03월 05일)Korean Patent Application Publication 10-2014-0025627 (Publication date: March 05, 2014)

본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 기술적 과제 중 하나는, 별도의 전원을 사용하여 고전압 배터리의 전압 레벨 및 변동에 전혀 영향을 받지 않고, 릴레이의 상태를 정확하게 진단할 수 있는 릴레이 진단 장치 및 이를 포함하는 배터리 관리 시스템을 제공함에 있다. One of the technical problems to be achieved by the technical idea of the present invention is a relay diagnostic device capable of accurately diagnosing the state of a relay without being affected at all by voltage level and fluctuations of a high voltage battery using a separate power source, and It is to provide a battery management system.

본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 다른 기술적 과제 중 하나는, 릴레이 상태 진단을 위해서 추가적으로 필요로 하는 소자를 최소화함으로써 매우 단순하고 저렴한 회로 구성으로 릴레이의 상태를 정확하게 진단할 수 있는 릴레이 진단 장치 및 이를 포함하는 배터리 관리 시스템을 제공함에 있다.One of the other technical problems to be achieved by the technical idea of the present invention is a relay diagnostic device capable of accurately diagnosing the state of a relay with a very simple and inexpensive circuit configuration by minimizing additional elements required for relay state diagnosis, and including It is to provide a battery management system.

본 발명의 일 실시예에 따른 릴레이 진단 장치는, 일단이 릴레이의 일단에 연결되는 제1 저항부; 일단이 상기 제1 저항부의 다른 일단에 연결되는 제2 저항부; 상기 제2 저항부의 다른 일단에 연결되어 전원을 공급하는 전원부; 및 상기 제1 저항부와 제2 저항부 사이에 걸리는 전압 신호를 받아 릴레이의 개폐 또는 고장 여부를 진단하는 제어부를 포함할 수 있다. A relay diagnosis apparatus according to an embodiment of the present invention includes: a first resistance unit having one end connected to one end of the relay; A second resistance portion having one end connected to the other end of the first resistance portion; A power supply connected to the other end of the second resistor to supply power; And a control unit for diagnosing whether the relay is open or closed by receiving a voltage signal applied between the first resistance unit and the second resistance unit.

본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 시스템은, 다수 개 배터리 셀이 전기적으로 직렬 또는 병렬로 연결되어 이루어진 배터리의 음극 또는 양극에 연결되는 릴레이의 개폐 또는 고장 여부를 진단하는 배터리 관리 시스템에 있어서, 상기 릴레이의 일단에 연결되어 있는 릴레이 진단 장치를 포함하되, 상기 릴레이 진단 장치는, 상기 릴레이의 일단으로 전류를 공급하는 전원부, 상기 릴레이의 일단에서 전압을 추출하는 전압 추출부, 및 추출된 전압을 근거로 상기 릴레이의 개폐 또는 고장 여부를 진단하는 제어부를 포함할 수 있다. In the battery management system according to an embodiment of the present invention, in the battery management system for diagnosing whether or not a relay connected to a negative or positive electrode of a battery is opened or failed, a plurality of battery cells are electrically connected in series or parallel, A relay diagnostic device connected to one end of the relay, wherein the relay diagnostic device comprises: a power supply unit for supplying current to one end of the relay, a voltage extraction unit for extracting a voltage from one end of the relay, and the extracted voltage. It may include a control unit for diagnosing whether the relay is open or closed or malfunctions.

본 발명인 릴레이 진단 장치 및 이를 포함하는 배터리 관리 시스템의 실시예들에 따르면, 별도의 전원을 사용하여 고전압 배터리의 전압 레벨 및 변동에 전혀 영향을 받지 않고, 릴레이의 상태를 정확하게 진단할 수 있다.According to embodiments of the relay diagnosis apparatus and the battery management system including the same according to the present invention, it is possible to accurately diagnose the state of the relay without being affected at all by the voltage level and fluctuation of the high voltage battery by using a separate power supply.

또한, 릴레이 상태 진단을 위해서 추가적으로 필요로 하는 소자를 최소화함으로써 매우 단순하고 저렴한 회로 구성으로 릴레이의 상태를 정확하게 진단할 수 있다.In addition, it is possible to accurately diagnose the state of the relay with a very simple and inexpensive circuit configuration by minimizing additional elements required for relay state diagnosis.

도 1은 배터리와 릴레이 및 시스템 간의 연결관계를 단순화하여 표현한 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 시스템을 도시하는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 릴레이 진단 장치를 도시하는 회로도이다.1 is a schematic diagram illustrating a simplified connection relationship between a battery, a relay, and a system.
2 is a block diagram illustrating a battery management system according to an embodiment of the present invention.
3 is a circuit diagram showing a relay diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Details of other embodiments are included in the detailed description and drawings.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention, and a method of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail together with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in a variety of different forms, and only these embodiments make the disclosure of the present invention complete, and are common knowledge in the technical field to which the present invention pertains. It is provided to completely inform the scope of the invention to those who have, and the invention is only defined by the scope of the claims. The same reference numerals refer to the same components throughout the specification.

도 1은 배터리 관리 시스템에서 배터리와 릴레이 및 시스템 간의 연결관계를 단순화하여 표현한 개략도이다. 1 is a schematic diagram illustrating a simplified connection relationship between a battery, a relay, and a system in a battery management system.

도 1에서 도시하는 바와 같이, 배터리 관리 시스템(Battery Management System)에서 제1 릴레이(30) 및 제2 릴레이(40)는 배터리(10)의 양극 및 음극에 각각 직렬로 연결된다. 이하에서는 편의를 위해 배터리의 양극단에 일단이 연결되는 제1 릴레이(30)를 양극 릴레이라 칭하기로 하고, 배터리의 음극단에 일단이 연결되는 제2 릴레이(40)를 음극 릴레이라 칭하기로 한다. As shown in FIG. 1, in a battery management system, the first relay 30 and the second relay 40 are connected in series to the positive and negative electrodes of the battery 10, respectively. Hereinafter, for convenience, the first relay 30 having one end connected to the positive end of the battery will be referred to as a positive relay, and the second relay 40 having one end connected to the negative end of the battery will be referred to as a negative relay.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 릴레이 진단 장치(1) 및 배터리 관리 시스템을 도시하는 블록도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 릴레이 진단 장치(1)를 도시하는 회로도로서, 릴레이 진단 장치(1)가 배터리(10)의 음극과 시스템(20) 사이에 연결된 제2 릴레이(즉, 음극 릴레이)(40)의 상태를 진단하는 실시예를 나타낸 것이다.2 is a block diagram showing a relay diagnostic device 1 and a battery management system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a circuit diagram showing the relay diagnostic device 1 according to an embodiment of the present invention. , The relay diagnosis apparatus 1 shows an embodiment in which the state of the second relay (ie, the negative relay) 40 connected between the negative electrode of the battery 10 and the system 20 is diagnosed.

본 발명의 일실시예에 따른 릴레이 진단 장치는 릴레이의 상태를 진단하기 위해 전류를 흘려주는 방식을 취한다. 구체적으로, 음극 릴레이의 상태를 파악하는 경우, 본 발명의 일실시예에 따른 릴레이 진단 장치(1)는 배터리(10)측의 음극 단이 아닌 시스템(20)측의 음극 릴레이(40) 일단에 별도의 전원을 연결하여 전류를 흘려봄으로써 음극 릴레이(40)의 상태를 파악할 수 있다. The relay diagnosis apparatus according to an embodiment of the present invention takes a method of passing a current to diagnose a state of a relay. Specifically, when determining the state of the negative relay, the relay diagnostic device 1 according to an embodiment of the present invention is not at the negative end of the battery 10 side, but at one end of the negative relay 40 on the system 20 side. By connecting a separate power source and passing a current, the state of the cathode relay 40 can be determined.

본 발명은 릴레이의 상태 즉, 릴레이가 연결되었는지 또는 끊어져 있는지를 판단하는 회로 및 이를 포함하는 배터리 관리 시스템을 제공한다. The present invention provides a circuit for determining the state of a relay, that is, whether the relay is connected or disconnected, and a battery management system including the same.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 시스템은, 배터리(10), 릴레이 진단 장치(1) 및 배터리의 음극 및 접지에 일단이 연결되고 릴레이 진단 장치에 다른 일단이 연결되는 릴레이(40)를 포함할 수 있다. 이 때, 전술한 릴레이 진단 장치(1)는, 릴레이(40)의 다른 일단으로 전류를 공급하는 전원부(50), 릴레이(40)의 다른 일단에서 전압을 추출하는 전압 추출부(100) 및 추출된 전압을 근거로 릴레이(40)의 개폐 또는 고장 여부를 진단하는 제어부(60)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 2, in the battery management system according to an embodiment of the present invention, one end is connected to a battery 10, a relay diagnostic device 1, and a negative electrode and a ground of the battery, and the other end is connected to the relay diagnostic device. A relay 40 may be included. At this time, the above-described relay diagnosis apparatus 1 includes a power supply unit 50 supplying current to the other end of the relay 40, a voltage extraction unit 100 extracting a voltage from the other end of the relay 40, and the extraction It may include a control unit 60 for diagnosing whether the relay 40 is open or closed based on the generated voltage.

본 발명의 실시예들에 따른 배터리 관리 시스템은 릴레이(40)의 상태를 판단하기 위해 전원부(50)를 별도의 전원으로 사용하여 릴레이(40)에 전류를 흘려준다. 릴레이(40)의 상태에 따라 전원부(50)에서 공급되는 전류는 전압 추출부(100)와 릴레이(40)를 거쳐 접지로 흐른다. 이 과정에서 전압 추출부(100)는 릴레이(40)의 시스템(20)측 일단의 전압 신호를 추출하고, 추출된 전압 신호는 제어부(60)에 제공된다. The battery management system according to the embodiments of the present invention uses the power supply unit 50 as a separate power source to determine the state of the relay 40 to pass current to the relay 40. Current supplied from the power supply unit 50 according to the state of the relay 40 flows to the ground through the voltage extraction unit 100 and the relay 40. In this process, the voltage extraction unit 100 extracts a voltage signal at one end of the system 20 side of the relay 40, and the extracted voltage signal is provided to the control unit 60.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전압 추출부(100)는 적어도 일단이 릴레이(40)의 다른 일단에 연결되는 제1 저항부(R1) 및 일단이 제1 저항부(R1)의 다른 일단에 연결되고 다른 일단이 전원부(50)에 연결되는 제2 저항부(R2)을 포함할 수 있다. 이처럼, 본 발명의 실시예들에 따르면, 전류가 흐를 때와 흐르지 않을 때를 구분하기 위해 저항을 적어도 두 개 이상 연결하여 저항들 사이의 전압을 입력 받아 릴레이(40)의 상태를 판단한다. 2 and 3, the voltage extracting unit 100 according to an embodiment of the present invention includes at least one first resistor R1 connected to the other end of the relay 40 and a first resistor. A second resistor unit R2 connected to the other end of the unit R1 and the other end connected to the power supply unit 50 may be included. As described above, according to embodiments of the present invention, in order to distinguish when current flows and when no current flows, at least two resistors are connected to receive a voltage between the resistors to determine the state of the relay 40.

릴레이(40)가 열려있으면 전류가 흐르지 않기 때문에 제1 저항부(R1) 및 제2 저항부(R2) 사이의 전압은 전원 전압인 Vs를 입력 전압(Vi)으로 받음으로써 릴레이(40)가 닫혀있다고 판단할 수 있다. 반대로 릴레이(40)가 닫혀서 전류가 흐르게 되면, 제1 저항부(R1) 및 제2 저항부(R2) 각각의 값들에 따라 전압의 강하가 발생하게 되고, 제어부(60), 즉 마이크로 프로세서(Micro-processor)는 아래 수학식에 따라 Vs보다 강하된 전압을 입력 전압(Vi)으로 받음으로써 릴레이가 닫혀있다고 판단할 수 있다.Since the current does not flow when the relay 40 is open, the voltage between the first resistance unit R1 and the second resistance unit R2 receives the power voltage Vs as the input voltage Vi, so that the relay 40 is closed. You can judge that there is. Conversely, when the relay 40 is closed and a current flows, a voltage drop occurs according to the values of each of the first resistor unit R1 and the second resistor unit R2, and the control unit 60, that is, a microprocessor (Microprocessor). -processor) can determine that the relay is closed by receiving the voltage lower than Vs as the input voltage Vi according to the following equation.

Figure pat00001
Figure pat00001

한편, 본 발명의 일 실시예에 따라, 배터리 관리 시스템의 제어부(60)가 자체적으로 ADC(Analog-Digital Converter) 입력 기능을 가진 경우라면, 제어부(60)가 입력 전압(Vi)을 직접 받을 수 있다. On the other hand, according to an embodiment of the present invention, if the controller 60 of the battery management system has an ADC (Analog-Digital Converter) input function itself, the controller 60 can directly receive the input voltage Vi. have.

또한, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리 관리 시스템은 제1 저항부(R1)과 제2 저항부(R2) 사이에 걸리는 전압 신호를 받아 디지털 신호로 변경하는 아날로그 디지털 변환부(ADC, 미도시)를 더 포함할 수 있다. 이 실시예에서, 제어부(60)는 아날로그-디지털 변환부로부터 출력되는 디지털 신호를 받아 릴레이(40)의 개폐 및/또는 고장 여부를 진단한다. In addition, the battery management system according to another embodiment of the present invention receives a voltage signal applied between the first resistor unit R1 and the second resistor unit R2 and converts it into a digital signal. Poetry) may be further included. In this embodiment, the control unit 60 receives a digital signal output from the analog-to-digital conversion unit and diagnoses whether the relay 40 is open or closed and/or malfunctions.

도 3을 참조하면, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 배터리 관리 시스템은 제2 저항부(R2)의 다른 일단과 전원부(50)를 연결하는 스위치부(80)를 더 포함할 수 있다. 또한, 스위치부(80)는 제어부(60)로부터 입력되는 제어 신호에 따라 개폐되며, 이로써 제어부(60)가 스위치의 온(on)/오프(off) 제어를 통해 릴레이(40)의 상태를 파악하고 싶은 순간에만 스위치부(80)를 닫아서 회로를 구동할 수 있도록 구성된다. 물론 스위치부(80)가 구비되지 않고 전원부(60)가 제2 저항부(R2)에 상시적으로 연결되어 릴레이(40)의 상태를 실시간으로 모니터링하는 실시예도 본 발명의 범위 내에 포함된다. Referring to FIG. 3, the battery management system according to another embodiment of the present invention may further include a switch unit 80 connecting the other end of the second resistor unit R2 and the power supply unit 50. In addition, the switch unit 80 is opened and closed according to a control signal input from the control unit 60, whereby the control unit 60 identifies the state of the relay 40 through on/off control of the switch. It is configured so that the circuit can be driven by closing the switch unit 80 only at the desired moment. Of course, an embodiment in which the switch unit 80 is not provided and the power unit 60 is constantly connected to the second resistor unit R2 to monitor the state of the relay 40 in real time is also included within the scope of the present invention.

배터리 전력이 공급되는 시스템(20)의 상태나 동작 조건에 따라 시스템(20)측의 릴레이(40) 일단(도 1의 ④) 전압이 순간적으로 배터리(10)의 레벨과 같은 높은 전압이 될 수 있다. 이 경우 릴레이 진단 장치(1)쪽으로 역전류가 흐를 수 있는데, 이를 방지하기 위해 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 배터리 관리 시스템은 일단이 음극 릴레이(40)의 다른 일단(도 1의 ④)에 연결되고, 다른 일단이 제1 저항부(R1)의 일단에 연결되는 회로 보호부(70, 예를 들어 다이오드)를 더 포함할 수 있다. Depending on the state or operating conditions of the system 20 to which battery power is supplied, the voltage at one end of the relay 40 on the system 20 side (4 in Fig. 1) may become instantaneously high voltage equal to the level of the battery 10. have. In this case, a reverse current may flow toward the relay diagnostic device 1, and in order to prevent this, in the battery management system according to another embodiment of the present invention, one end is the other end of the negative relay 40 (4 in FIG. 1). A circuit protection unit 70 (for example, a diode) connected to and the other end connected to one end of the first resistor unit R1 may be further included.

전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따라 제어부, 즉 마이크로 프로세서(60)는 전압 추출부(100)로부터 입력되는 전압 신호를 기초로 릴레이(40)의 개폐 여부를 판단한다. As described above, according to embodiments of the present invention, the control unit, that is, the microprocessor 60 determines whether the relay 40 is opened or closed based on a voltage signal input from the voltage extraction unit 100.

뿐만 아니라, 본 발명의 실시예들에 따른 제어부(60)는 릴레이(40)의 고장 여부를 진단할 수도 있다. 즉, 제어부(60)가 수신한 입력 전압(Vi)의 값이 Vs 또는 전술한 [수학식 1]에서 표현되는 값이 아닌 다른 값이 입력된다면, 릴레이(40)에 고장 등 문제가 발생한 것으로 판단할 수 있다.In addition, the controller 60 according to embodiments of the present invention may diagnose whether the relay 40 is malfunctioning. That is, if the value of the input voltage Vi received by the control unit 60 is Vs or a value other than the value expressed in the above [Equation 1], it is determined that a problem such as a failure has occurred in the relay 40 can do.

더 나아가, 본 발명의 실시예들에 따른 릴레이 진단 장치(1)는 고정된 전원(50)과 릴레이(40)를 포함하여 단일 전류 루프(Loop)로 구성되기 때문에, 입력 전압(Vi)에 따라 릴레이(40)의 개폐뿐만 아니라 임의의 저항이 걸렸을 때의 저항 값을 계산해낼 수 있다. 즉, 음극 릴레이가 고장 나서 완전 개방이나 완전 폐쇄가 아닌 Rs 만큼의 저항이 걸려있다면, 아래 [수학식 2]를 통해 Rs 값을 구할 수도 있다.Furthermore, since the relay diagnostic device 1 according to the embodiments of the present invention is composed of a single current loop including the fixed power supply 50 and the relay 40, the input voltage Vi is It is possible to calculate a resistance value when an arbitrary resistance is applied as well as the opening and closing of the relay 40. That is, if the negative relay fails and the resistance as much as Rs is applied rather than completely open or completely closed, the value of Rs can be obtained through [Equation 2] below.

Figure pat00002
Figure pat00002

한편, 본 발명의 실시예들에 적용되는 전원부(50)는 도 2 및 도 3을 통해 전압원으로 표현되었으나 이에 한정되지 않는다. 즉, 전압 추출부(100)에 전류를 제공하는 역할을 하기 위해 전원부(50)는 전압원뿐만 아니라 전류원이 적용될 수도 있다. 이 때의 회로 구성은 도 2 및 도 3에서 전압원이 전류원으로 대체된 형태이다. Meanwhile, the power supply unit 50 applied to the embodiments of the present invention is expressed as a voltage source through FIGS. 2 and 3, but is not limited thereto. That is, in order to provide a current to the voltage extraction unit 100, the power supply unit 50 may be applied not only to a voltage source but also to a current source. The circuit configuration at this time is a form in which the voltage source is replaced with a current source in FIGS. 2 and 3.

도 2 및 도 3에서는, 릴레이 진단 장치(1)가 음극 릴레이(40)를 진단하기 위해 적용된 경우를 예시하였으나, 본 발명의 일실시예에 따른 릴레이 진단 장치(1)는 양극 릴레이(30)를 진단할 수도 있다. 이 경우, 릴레이 진단 장치(1)는 양극 릴레이(30)와 배터리(20) 사이의 어느 하나의 노드에 연결될 수 있다.In FIGS. 2 and 3, a case in which the relay diagnostic device 1 is applied to diagnose the negative relay 40 is illustrated, but the relay diagnostic device 1 according to an embodiment of the present invention uses the positive relay 30. You can also diagnose. In this case, the relay diagnostic device 1 may be connected to any one node between the positive relay 30 and the battery 20.

다만, 본 발명의 일실시예에 따른 릴레이 진단 장치(1)는 음극 릴레이(40)의 진단시 보다 유용하게 활용될 수 있다.However, the relay diagnosis apparatus 1 according to an embodiment of the present invention may be more usefully utilized when diagnosing the negative relay 40.

도 1을 참조하면, 양극 릴레이(30)의 상태는 본 발명의 일실시예에 따른 일레이 진단 장치(1)를 적용하여 진단할 수도 있고, 릴레이 양단의 전압 레벨을 비교(V13과 V23을 비교)하여 진단할 수도 있다. 하지만, 음극 릴레이(40)의 양단에는 상대적인 전압 차이가 존재하지 않기 때문에, 단순히 전압 레벨 비교 방식으로 음극 릴레이(40)의 상태를 파악할 수가 없다. 즉, 음극 릴레이(40)의 상태를 파악하기 위해서는, 양극 릴레이(30)에서 사용될 수 있는 방식과 같은, 배터리 음극을 기준으로 릴레이의 양단 전압을 비교하는 방식을 쓸 수가 없다.Referring to FIG. 1, the state of the positive relay 30 may be diagnosed by applying the delay diagnosis apparatus 1 according to an embodiment of the present invention, and the voltage levels at both ends of the relay are compared (V13 and V23 are compared. ) To diagnose. However, since there is no relative voltage difference between both ends of the negative relay 40, the state of the negative relay 40 cannot be determined simply by a voltage level comparison method. That is, in order to determine the state of the negative relay 40, a method of comparing the voltages of both ends of the relay based on the negative battery of the battery cannot be used, such as a method that can be used in the positive relay 30.

음극 릴레이(40)의 상태를 진단하는 다른 방법으로서, 양극 릴레이(30)의 일단(도 1의 ①)을 기준으로 하여, 음극 릴레이(40)의 양단 전압을 비교하는 방식을 고려할 수도 있다. 그러나, 이 방법에 따르면, 배터리 양극을 기준으로 음극의 전압을 비교하기 위해서는 전압 레벨이 0보다 작아지기(음수) 때문에 이를 보정하기 위해서는 회로가 복잡해지는 문제가 있다.As another method of diagnosing the state of the negative relay 40, a method of comparing the voltages of both ends of the negative relay 40 may be considered based on one end of the positive relay 30 (1 in FIG. 1). However, according to this method, in order to compare the voltage of the negative electrode with respect to the positive electrode of the battery, the voltage level becomes smaller than 0 (negative number), and thus the circuit is complicated to correct it.

음극 릴레이(40)의 상태를 진단하는 또 다른 방법으로서, 배터리 음극(③)과 시스템(예를 들면, 자동차 시스템)(20)의 음극(④)을 각각을 기준으로 하여 배터리 양극(①)을 측정하여 비교하는 방식을 고려할 수도 있다. 하지만, 이 방법 역시 기준 전압이 다른 두 가지 회로를 별도로 구성해야 하기 때문에 회로가 복잡해지는 문제가 있다.As another method of diagnosing the state of the negative relay 40, the battery positive electrode (①) is determined based on the battery negative electrode (③) and the negative electrode (④) of the system (for example, automobile system) 20, respectively. You can also consider measuring and comparing. However, this method also has a problem in that the circuit is complicated because two circuits having different reference voltages must be separately configured.

즉, 음극 릴레이(30)의 양단에는 명확한 전압 레벨의 차이를 정의할 수 없기 때문에, 전술한 기술적 문제를 해결하기 위해, 본 발명의 일실시예에 따른 릴레이 진단 장치 및 이를 포함하는 배터리 관리 시스템은 전압을 측정하여 비교하는 방식 대신에 전류를 흘려주는 방식을 취한다. 이러한 구성을 통해, 본 발명의 일실시예에 따르면, 배터리(예를 들면, 도 1의 10)의 양극에 연결된 양극 릴레이(예를 들면, 도 1의 30)뿐만 아니라, 배터리의 음극에 연결된 음극 릴레이(예를 들면, 도 1의 40)의 상태도 정확하게 파악할 수 있다.That is, since it is not possible to define a clear difference in voltage level at both ends of the negative relay 30, in order to solve the above-described technical problem, the relay diagnosis apparatus according to an embodiment of the present invention and a battery management system including the same Instead of measuring and comparing voltage, it takes a method of passing current. Through this configuration, according to an embodiment of the present invention, not only a positive relay (for example, 30 in FIG. 1) connected to the positive electrode of the battery (for example, 10 in FIG. 1), but also a negative electrode connected to the negative electrode of the battery The state of the relay (for example, 40 in Fig. 1) can also be accurately grasped.

즉, 본 발명인 릴레이 진단 장치 및 이를 포함하는 배터리 관리 시스템의 실시예들에 따르면, 별도의 전원(50)을 사용하여 배터리(10)의 전압 레벨 및 변동에 전혀 영향을 받지 않고, 양극 릴레이(30) 또는 음극 릴레이(40)의 상태를 정확하게 진단할 수 있다. That is, according to embodiments of the relay diagnosis apparatus and the battery management system including the same according to the present invention, the positive relay 30 is not affected at all by the voltage level and fluctuation of the battery 10 by using a separate power supply 50. ) Or the state of the cathode relay 40 can be accurately diagnosed.

뿐만 아니라, 배터리 관리 시스템에는 기본적으로 마이크로 프로세서나 아날로그 디지털 변환부(ADC) 및 다양한 회로를 위한 전압 전원이 이미 존재하기 때문에 양극 릴레이(30) 또는 음극 릴레이(40) 상태 진단을 위해서 추가적으로 필요로 하는 소자를 최소화함으로써 매우 단순하고 저렴한 회로 구성으로 음극 릴레이의 상태를 정확하게 진단할 수 있다. In addition, since the battery management system basically already has a microprocessor, an analog-to-digital converter (ADC) and a voltage power source for various circuits, it is additionally required for diagnosis of the state of the positive relay 30 or the negative relay 40. By minimizing the device, it is possible to accurately diagnose the state of the cathode relay with a very simple and inexpensive circuit configuration.

한편, 본 실시예에서 사용되는 '~부'라는 용어, 즉 '~모듈' 또는 '~테이블' 등은 소프트웨어, FPGA(Field Programmable Gate Array) 또는 주문형 반도체(Application Specific Integrated Circuit, ASIC)와 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, 모듈은 어떤 기능들을 수행한다. 그렇지만 모듈은 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. 모듈은 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 모듈은 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 모듈들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 모듈들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 모듈들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 모듈들은 디바이스 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.On the other hand, the term'~ unit', that is,'~ module' or'~ table' used in this embodiment refers to software, hardware such as field programmable gate array (FPGA) or application specific integrated circuit (ASIC). It means a component, and a module performs certain functions. However, the module is not meant to be limited to software or hardware. The module may be configured to be in an addressable storage medium or may be configured to reproduce one or more processors. Thus, as an example, a module includes components such as software components, object-oriented software components, class components and task components, processes, functions, properties, procedures, and subroutines. Fields, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuitry, data, database, data structures, tables, arrays, and variables. The functions provided within the components and modules may be combined into a smaller number of components and modules, or may be further separated into additional components and modules. In addition, components and modules may be implemented to regenerate one or more CPUs in the device.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will appreciate that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not limiting. The scope of the present invention is indicated by the scope of the claims to be described later rather than the detailed description, and all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts are included in the scope of the present invention. It must be interpreted.

1: 릴레이 진단 장치
10: 배터리
20: 시스템
30: 제1 릴레이, 양극 릴레이
40: 제2 릴레이, 음극 릴레이
50: 전원부
60: 제어부, 마이크로 프로세서
70: 회로 보호부, 다이오드
80: 스위치
100: 전압 추출부1: relay diagnostic device
10: battery
20: system
30: first relay, positive relay
40: second relay, negative relay
50: power supply
60: control unit, microprocessor
70: circuit protection unit, diode
80: switch
100: voltage extraction unit

Claims (10)

다수 개 배터리 셀이 전기적으로 직렬 또는 병렬로 연결되어 이루어진 배터리의 음극 또는 양극에 연결되는 릴레이의 개폐 또는 고장 여부를 진단하는 배터리 관리 시스템에 있어서,
상기 릴레이의 일단에 연결되어 있는 릴레이 진단 장치를 포함하되,
상기 릴레이 진단 장치는,
상기 릴레이의 일단으로 전류를 공급하는 전원부;
상기 릴레이의 일단에서 전압을 추출하는 전압 추출부; 및
추출된 전압을 근거로 상기 릴레이의 개폐 또는 고장 여부를 진단하는 제어부를 포함하는,
배터리 관리 시스템.
In the battery management system for diagnosing the opening or closing of a relay connected to a negative or positive electrode of a battery formed by electrically connecting a plurality of battery cells in series or in parallel,
Including a relay diagnostic device connected to one end of the relay,
The relay diagnostic device,
A power supply for supplying current to one end of the relay;
A voltage extraction unit for extracting a voltage from one end of the relay; And
Comprising a control unit for diagnosing whether the relay is open or closed based on the extracted voltage,
Battery management system.
 제1항에 있어서,
상기 전압 추출부는,
일단이 상기 릴레이의 일단에 연결되는 제1 저항부;
일단이 상기 제1 저항부의 다른 일단에 연결되고, 다른 일단이 상기 전원부에 연결되는 제2 저항부를 포함하고,
상기 제1 저항부와 제2 저항부 사이에 걸리는 전압 신호를 추출하는,
배터리 관리 시스템.
The method of claim 1,
The voltage extraction unit,
A first resistance part having one end connected to one end of the relay;
And a second resistor having one end connected to the other end of the first resistor and the other end connected to the power supply,
Extracting a voltage signal applied between the first resistance unit and the second resistance unit,
Battery management system.
 제2항에 있어서,
일단이 상기 릴레이의 일단에 연결되고, 다른 일단이 상기 제1 저항부의 일단에 연결되는 회로 보호부를 더 포함하는,
배터리 관리 시스템.
The method of claim 2,
Further comprising a circuit protection unit having one end connected to one end of the relay and the other end connected to one end of the first resistance unit,
Battery management system.
 제2항에 있어서,
상기 제2 저항부의 다른 일단과 상기 전원부를 연결하는 스위치부를 더 포함하고,
상기 스위치부는 상기 제어부로부터 제어 신호를 입력 받아 개폐되는,
배터리 관리 시스템.
The method of claim 2,
Further comprising a switch unit connecting the other end of the second resistance unit and the power supply,
The switch unit is opened and closed by receiving a control signal from the control unit,
Battery management system.
 제2항에 있어서,
상기 제1 저항부와 제2 저항부 사이에 걸리는 전압 신호를 받아 디지털 신호로 변경하는 아날로그 디지털 변환부를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 디지털 신호를 받아 상기 릴레이의 개폐 또는 고장 여부를 진단하는,
배터리 관리 시스템.
The method of claim 2,
Further comprising an analog-to-digital conversion unit for receiving a voltage signal applied between the first resistance unit and the second resistance unit to change into a digital signal,
The control unit receives the digital signal and diagnoses whether the relay is open or closed or malfunctions,
Battery management system.
 일단이 릴레이의 일단에 연결되는 제1 저항부;
일단이 상기 제1 저항부의 다른 일단에 연결되는 제2 저항부;
상기 제2 저항부의 다른 일단에 연결되어 전원을 공급하는 전원부; 및
상기 제1 저항부와 제2 저항부 사이에 걸리는 전압 신호를 받아 상기 릴레이의 개폐 또는 고장 여부를 진단하는 제어부를 포함하는,
릴레이 진단 장치.
A first resistance part having one end connected to one end of the relay;
A second resistance portion having one end connected to the other end of the first resistance portion;
A power supply connected to the other end of the second resistor to supply power; And
Including a control unit for diagnosing whether or not the relay is open or closed by receiving a voltage signal applied between the first resistance unit and the second resistance unit,
Relay diagnostic device.
 제6항에 있어서,
상기 제1 저항부와 제2 저항부 사이에 걸리는 전압 신호를 받아 디지털 신호로 변경하는 아날로그 디지털 변환부를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 디지털 신호를 받아 상기 릴레이의 개폐 또는 고장 여부를 진단하는,
릴레이 진단 장치.
The method of claim 6,
Further comprising an analog-to-digital conversion unit for receiving a voltage signal applied between the first resistance unit and the second resistance unit to change into a digital signal,
The control unit receives the digital signal and diagnoses whether the relay is open or closed or malfunctions,
Relay diagnostic device.
 제6항에 있어서,
상기 제2 저항부의 다른 일단과 상기 전원부를 연결하는 스위치부를 더 포함하는,
릴레이 진단 장치.
The method of claim 6,
Further comprising a switch unit connecting the other end of the second resistance unit and the power supply unit,
Relay diagnostic device.
 제8항에 있어서,
상기 스위치는 상기 제어부로부터 제어 신호를 입력 받아 개폐되는,
릴레이 진단 장치.
The method of claim 8,
The switch is opened and closed by receiving a control signal from the control unit,
Relay diagnostic device.
 제6항에 있어서,
일단이 상기 릴레이의 일단에 연결되고 다른 일단이 상기 제1 저항부의 일단에 연결되는 회로 보호부를 더 포함하는,
릴레이 진단 장치.The method of claim 6,
Further comprising a circuit protection unit having one end connected to one end of the relay and the other end connected to one end of the first resistance unit,
Relay diagnostic device.
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